浅谈船舶噪声
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浅谈船舶噪声
关键词:船舶噪声新规则(强制性),消声器,高隔声门,浮动地板,双层窗,静压箱SOLAS II-1/3-12(IMO Resolution MSC337(91))
IMO Resolution A.468(XII) “Code of Noise Level on Board Ships”
为了让船员远离噪声之扰,在船上享有安静的工作和生活环境,2012年5月结束的国际海事组织(IMO)海上安全委员会(MSC)第90次会议批准了《船上噪声等级规则》修订草案,对《规则》适用的船型、船舶不同区域的噪声限值、舱壁和甲板隔声指数、噪声的测量仪器和测量方法等进行了修订,对船舶的降噪性能提出了更高要求。国际海事组织第91届海安会通过了关于SOLAS修正案的决议,(新增的SOLAS II-1/3-12条噪声防护要求)自2014年7月1日起生效,要求船舶构造应符合最近审议通过的《船上噪声等级规则》,以保护人员免受噪声伤害。随着该规定即将全面实施,对船舶行业将产生深远的影响。
生效时间
一般情况
(1)2014年7月1日或以后签订建造合同;或
(2)如无建造合同,2015年1月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段;或
(3)2018年7月1日或以后交付;
主管机关认为符合某一特定规定不合理或不切实际者除外。
特殊规定
对于2018年7月1日以前交付和:
(1)2014年7月1日以前签订建造合同,并且在2009年1月1日或以后、但在2015年1月1日以前安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶;或
(2)如无建造合同,2009年1月1日或以后、但在2015年1月1日以前安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶。
适用范围
《船上噪声等级规则》适用于1600总吨及以上的新船,但是不适用于下列船舶:(1)动力支承船;
(2)高速船;
(3)渔船;
(4)铺管驳船;
(5)起重驳;
(6)海上移动式钻井平台;
(7)非商用游艇;
(8)军舰和军用运输船;
(9)非机械推进船舶;
(10)打桩船;
(11)挖泥船。
主要修改内容
主要对船员工作及生活区域作出了噪声限定,明确了其适用于1600总吨及其以上的新建船舶,但是挖泥船、打桩船和高速船舶等不受这一草案限制。草案中,对噪声的测量仪器和测量方法的新规定,强调不仅要在船舶航行试验时进行噪声测量,还要在船舶处于码头工况时进行噪声测量;对舱壁和甲板隔声指数测量的新规定,要求单独测量典型居住处所舱壁和甲板的隔声指数;在修改的噪声等级中规定,1万吨及其以上船舶的居住舱和医疗区域的噪声限值从60分贝下调到55分贝,餐厅、娱乐等区域的噪声限值从65分贝下调到60分贝,办公室的噪声限值从65分贝下调到60分贝。(与IMO Resolution A.468(XII)相比)
潜在影响
MSC此次会议批准的《规则》修订草案,待下次会议正式采纳后,预计将从2014年7月1日起正式生效。(已经在MSC337(91)会议上正式采纳)《规则》原本属于非强制性标准,国际海上人命安全公约(SOLAS)仅对船舶机舱噪声限值作了强制规定。但是,此次修订的草案一旦正式生效,(已经正式生效)SOLAS公约将会全部引用,使草案涉及的强制规定都将成为强制性标准。如此一来,船舶噪声的测量将很可能由船舶入级的船级社指定或认可的机构进行,要求将更高、更严。因此,这一修订草案的获批将对船舶设计及建造产生重大影响。
与先进国家的造船企业相比,我国船企目前在船舶降噪的理念和对新技术的研究,尤其在应用技术方面有很大差距,尚未针对船舶噪声防护或声学设计开展设计、制造、检验等系统性的研究,技术储备不足。虽然船企普遍表示能满足《规则》要求,但最近对部分新建船舶进行的实船测量结果表明,要满足《规则》修订草案“起居区降低5分贝” 的要求难度还是很大的,因此,该修订草案的通过对我国船企提出了新的挑战。
参见附件1-噪声试航测量,是2009年某船厂某船试航时的噪声测试值。
船舶降噪涉及船舶设计、舱室和设备布置、设备、阻尼涂料、隔音材料、工艺以及建造等诸多领域,专业性较强,因此,要使船舶满足新标准要求是一项系统工程。
综上,如何降低船舶噪声,已经成为摆在造船人面前迫在眉睫的问题了。如何解决?先让我们从理论上作一浅显地梳理:
1船舶噪声概述
1.1船舶噪声的度量
描述噪声可采用两种方法:一是对噪声进行客观量度,即将噪声作为物理扰动,用描述声波客观特性的物理量来反映;二是对噪声进行主观评价,因为噪声涉及人耳的听觉特性,根据听者感觉的刺激来描述。
噪声的客观度量用声压、声强和声功率等物理量表示。声压和声强反映了声场中声的强
弱,声功率反映了声源辐射噪声的大小。声压、声强和声功率等物理量的变化范围非常大,可以在六个数量级以上,同时由于人体听觉对声信号强弱刺激的反应不是线性的,而是成对数比例关系,所以实际应用中采用对数标度,以分贝(dB)为单位,即分别为声压级、声强级和声功率级等无量纲的量来度量噪声。
级是物理量相对比值的对数。分贝是级的一种无量纲单位。对于声强、声功率等反映功率和能量的物理量,分贝数等于两个量比值的常用对数乘以10 。如两个声功率值分别为W1 和W2 ,则分贝数为n=101g(W1/W2)。
对于声压、质点振动速度等描述声场、电磁场等的物理量,分贝数等于两个量比值的常用对数乘以20 。当两个声压值分别为P1 和P2 时,声压级为n=201g(P1/P2)。采用级进行噪声计量,可以使数值变化缩小到适当范围,与人耳的感觉接近。
1.1.1声压、声压级
由于声波的存在而产生的压力增值即为声压,单位是帕(Pa)。长期沿用的微巴(µbar)也是声压单位,两者关系为1 帕=10 微巴。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化,所以压力增值是正负交替变化的。但通常所讲的声压是取均方根值,叫有效声压,故实际上总是正值。
表一声压和相应的声压级
1.1.2声功率、声功率级
声功率是指单位时间内声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声检测中,声功率是指声源总声功率,单位是“瓦”,记作W。
1.1.3响度级
根据人耳的听觉特性人耳感觉到的声音轻响程度并不仅仅取决于声压级的大小而是声压级与频率的综合结果通常声压级相同而频率不同的声音人听起来往往是不一样的。同一声